船舶航向非线性迭代滑模变结构PID控制

针对一类不确定非线性受扰动系统,提出非线性迭代滑模变结构PID控制方法.通过对系统输出迭代设计非线性滑模函数,并引入传统PID控制,综合了滑模变结构控制与PID控制的鲁棒性强的特点,避免了传统PID控制积分引起的超调以及变结构控制的抖振问题.设计了船舶航向控制器.仿真结果表明,非线性迭代滑模变结构PID控制下的系统阶跃响应超调明显减小,定常干扰下的静态误差得到消除,稳定时间明显缩短并可通过设计参数调节,表明控制算法具有强鲁棒性.     

智能PID控制器在船舶发电机电压控制中的应用

解决船舶发电机在负荷突变尤其是大负荷突变时能够稳定发电机端电压是控制系统需要解决的基本问题.为此提出和使用一种新型智能PID控制系统,其中PID控制器由三层前馈神经网络组成.利用神经网络的自学习能力,PID控制器的参数能够根据系统动态特性通过神经网络权系数进行自行调整,其特点是结构简单、工作稳定.仿真结果表明,该智能PID控制器比传统的PID控制器具有对扰动响应速度快和具有更好的控制效果和更好的鲁棒性,能更好地稳定船舶发电机端电压.该智能PID控制器已用于船舶发电机控制系统中,并取得满意的效果.     

螺旋桨的四象限推力系数和转矩系数的Matlab实现方法

针对船舶四象限螺旋桨推力系数和转矩系数的计算问题,提出一种基于Matlab的实现方法,将已有数据保存为Excel文档,建立Matlab与Excel的读取通道,然后在Matlab环境中制作操作界面,根据界面中输入的螺旋桨参数利用计算机在数据中进行检索、内插,从而达到直接计算上述系数的目的.通过计算实例和螺旋桨敞水试验结果的比较,可以看出程序设计思想和计算方法是合理的,所得计算结果的精度完全能够满足船舶动态仿真的需要.     

高速船碰撞危险模型

利用船舶避碰几何的数学方法,建立高速船碰撞危险范围数学模型,并对高速船的碰撞危险范围进行预测,得出高速船碰撞危险范围与船速比及dCPA之间的关系及变化规律,使船舶驾驶人员迅速了解与高速船舶可能发生碰撞的区域,提高判断碰撞危险的效率.     

船用吸附式空调制冷系统可行性设计

分析吸附式制冷应用于船舶空调中的可行性,对其在商船上的应用进行实用性结构设计,对系统的组成进行优化,使之更接近理想循环.对船舶在航行和在港两种情况的热量来源进行控制,并实现了吸附与脱附过程的自动切换,为船舶在运行中实现自动控制提供基础,也为推动吸附式制冷系统在实船上的使用提供新途径.     

航线设计适任性的模糊综合评估

为确保准确、公正地评估船舶驾驶员航线设计能力,针对评估工作的复杂性和模糊性,利用模糊综合评判方法对由驾驶台资源、航行安全、经济、标绘、报告五要素所构成的航线设计系统进行评估.通过确定评估指标和隶属度,建立多层次的综合评估数学模型,最终给出船舶驾驶员是否具备航线设计能力的确定值.经评估验证,所得到的数学模型比较可靠.对海员适任评估方法改进具有一定的指导意义.     

非专用谷物装载船满载舱谷物倾侧体积矩的求取方法

依据IMO谷物装运规则,建立了非专用谷物装载船谷物倾侧数学模型,针对货舱形状及结构尺度的差异性,区分出不同结构条件对谷物倾侧体积矩产生的影响,分别推导出装载舱舱口两端、舱口内和舱口两侧谷物倾侧体积矩的计算公式,从而形成了完整的谷物倾侧体积矩的计算方法.     

码头岸壁的凹凸贴图绘制

介绍凹凸贴图的几种方法,详细分析了点乘凹凸贴图,特别是从物体空间到切线空间的变换过程.基于GPU顶点着色及像素着色,应用点乘凹凸贴图绘制码头岸壁,岸壁表面看上去凹凸不平,取得了逼真效果.为基于GPU进行船舶操纵模拟器的开发做了有益尝试.     

南大洋冰山特征初步分析

基于中国第19次南极科学考察从2002年12月至2003年1月在南大洋航行期间利用船舶雷达对航线两侧冰山的观测,给出了从雷达图像中获取冰山尺寸及其运动速度、方向的方法,获得了航线周围冰山的运动速度和尺寸分布.通过比较分析发现R oss海和W edde ll海冰山长度主要集中在880 m和1 180 m左右,冰山运动主要呈东北或西北向,运动速度与北极冰山的速度接近;P rydz湾的最大冰山尺寸则在65.4°S~68.2°S内随着接近Am ery冰架先增大后减小,符合一般物体崩塌的力学规律.另外,通过多元回归分析建立了冰山运动速度和同步测量的风速、流速间的关系,发现在当地典型情况下,风速对冰山运动的贡献是流速贡献的一半.     

船舶运动建模与仿真研究进展及未来发展趋势

梳理和分析了国内外学者对船舶运动建模与仿真所做的工作,概括了在风、浪、流、冰、船间效应、岸壁效应等作用下的船舶操纵性预报,介绍了船舶运动仿真的主流方法及在模拟中的应用,总结归纳了船舶运动建模与仿真研究进展中的关键技术,并指出智能化建模和仿真将会成为未来发展趋势.